1、第 1 节 共价键第二课时 共价键的键参数与等电子体课时演练促提升A 组1.下列关于同温同压下的两种气体 12C18O 和 14N2 的判断正确的是( )A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等解析:A 中体积相同时二者的物质的量相同,因两物质的摩尔质量不同,所以质量不同,由 =知二者的密度不同,A 错;B 中原子数相同时分子数也相同, 12C18O 与 14N2 中子数之比为 87,B错;C 中体积相等则分子数相等,1 个 12C18O 分子中含有 14 个电子,1 个 14N2 分子中也含有 14个电子,C 正确;D
2、 中质量相等时二者的物质的量不同 ,所以质子数不同,D 错。答案:C2.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( )A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸C.稀有气体一般难于发生化学反应D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定解析:共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小,与分子内共价键的键能无关; 物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定是由于 N2 分子中共价键的键能(946 kJmol-1)比 O2 分子中共价键的键能(497.3 kJmol-1)大
3、,在化学反应中更难于断裂。答案:D3.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是( )A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定D.键角的大小与键长、键能的大小无关解析:键能越大,键长越短,共价键越强 ,形成的共价化合物越稳定,故 C 项错误。答案:C4.在白磷(P 4)分子中,4 个 P 分别处在正四面体的四个顶点,结合有关 P 的成键特点,下列有关白磷的说法正确的是( )A.白磷分子的键角为 10928B.分子中共有 4 对共用电子对C.白磷分子的键角为 60D.分子中有 6 对孤电子对解析:白磷的立体结构为 ,键
4、角为 60,分子中共有 6 对共用电子对,有 4 对孤电子对。答案:C5.下列几组微粒互为等电子体的是( )N 2 和 CO NO 和 CO 2 和 CS2 N 2O 和 N 和 O3 BF 3 和 SO3A. B.C. D.解析:等电子体具有两个显著特点 :一是原子总数相同,二是价电子总数相同。这是判断等电子体的根本依据。从原子总数上看都符合条件,关键是看它们之间的价电子总数。N 2 和 CO 价电子总数均为 10;NO 和价电子总数均为 11;二组中四种微粒价电子总数均为 16;N 和 O3 价电子总数均为 18;BF 3 和 SO3 价电子总数均为 24。故全部符合题意。答案:D6.NH
5、3、NF 3、NCl 3 等这些分子中心原子相同,如果周围原子电负性大者则键角小。NH3、NF 3、NCl 3 三种分子中,键角大小的顺序正确的是( )A.NH3NF3NCl3 B.NCl3NF3NH3C.NH3NCl3NF3 D.NF3NCl3NH3解析:因电负性:FClH, 故键角大小为 NH3NCl3NF3。答案:C7.下列说法中正确的是( )A.分子中键能越大,表示分子拥有的能量越高 ,共价键越难断裂B.分子中键长越长,表示成键原子轨道重叠越大 ,键越牢固C.化学键形成的过程是一个吸收能量的过程D.化学键形成的过程是一个放出能量的过程解析:键能大,表示破坏该键需要的能量大 ,并不是分子
6、拥有的能量; 键长越长,表示成键的两原子的核间距越长,分子越不稳定;化学键的形成是原子由高能量状态向稳定状态(低能量)转变的过程,所以是一个放热过程。答案:D8.B3N3H6 与 C6H6 是等电子体,则下列说法不正确的是( )A.B3N3H6 能发生加成反应和取代反应B.B3N3H6 具有碱性C.B3N3H6 各原子在同一平面上D.B3N3H6 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析:苯分子中各原子在同一平面内 ;苯在一定条件下能发生加成反应和取代反应 ;苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。答案:B9.O3 能吸收大气中紫外线,保护人类赖以生存的空间。 O3 的分子结构如图,呈 V 形,两个 OO 键的夹
7、角为 116.5。三个原子以一个 O 为中心,与另外两个 O 分别构成非极性共价键;中间 O 提供两个电子,旁边两个 O 各提供一个电子,构成一个特殊的化学键 (虚线内部)三个 O 均等地享有这四个电子。请回答 :(1)题中非极性共价键是 键,特殊的化学键是 键。 (2)臭氧与氧气的关系是 。 (3)下列分子中与 O3 分子的结构最相似的是 (填序号)。 A.H2O B.CO2C.SO2 D.BeCl2(4)分子中某原子有一对或几对没有与其他原子共用的价电子叫孤电子对,那么 O3 有 对孤电子对。 解析:同种原子之间形成的共价键是非极性键 ,特殊共价键是中间 O 提供的两个电子,和旁边两个 O
8、 各提供的一个电子,形成一个三原子四电子大 键。O 2 与 O3 是同素异形体。等电子体的分子结构相似,O 3 与 SO2 是等电子体。O 3 的两端的原子各有两对孤电子对,中间的原子有一对孤电子对,共有 5 对孤电子对。答案:(1) 大 (2)同素异形体 (3)C (4)510.根据氢气分子的形成过程示意图,回答问题。氢气分子的形成过程示意图(1)HH 键的键长为 ,中,体系能量由高到低的顺序是 。 (2)下列说法中正确的是 。 A.氢气分子中含有一个 键B.由到,电子在核间出现的概率增大C.由到,必须消耗外界的能量D.氢气分子中含有一个极性共价键(3)几种常见化学键的键能如下表。化学键 S
9、iO HO SiSi SiC368 462.8 497.3 226 X请回答下列问题。试比较 SiSi 键与 SiC 键的键能大小(填“”“ 120 475 kJ 522.7 kJ11.已知 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 42。X 元素原子的 4p 轨道上有 3 个未成对电子,Y 元素原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电子。X 跟 Y 可形成化合物 X2Y3,Z 元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:(1)X 元素原子基态时的电子排布式为 ,该元素的符号是 ; (2)Y 元素原子的价层电子的轨道表示式为 ,该元素的名称是 ; (3)已知化合物 X2Y3 在稀硫酸溶液中可
10、被金属锌还原为 XZ3,产物还有 ZnSO4 和 H2O,该反应的化学方程式是 ; (4)比较 X 的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性 ,说明理由: 。 解析:X 元素的 p 轨道已填充电子,故前三个电子层已填满,该元素是 As;Y 的 2p 轨道有两个未成对电子,则 Y 可能是碳或氧 ,又因 Y 能够与 As 形成 As2Y3,得 Y 是氧;则 Z 只能是氢。As在第A 族,非金属性 NPAs,氢化物的稳定性与非金属性一致。答案:(1)1s 22s22p63s23p63d104s24p3 As(2) 氧(3)As2O3+6Zn+6H2SO4 2AsH3+6ZnSO4+3H2
11、O(4)NH3PH3AsH3 因为键长越短,键能越大,化合物越稳定B 组1.参考下表化学键的键能与键长数据,判断下列分子中,受热最稳定的是( )化学键 HC HN HO HF键能/(kJmol-1) 413.4 390.8 462.8 568键长/pm 109 101 96 92A.CH4 B.NH3 C.H2O D.HF解析:从键能的角度分析,四种氢化物稳定性由强到弱的顺序为 HF、H 2O、CH 4、NH 3;从键长的角度分析,四种氢化物稳定性由强到弱的顺序为 HF、H 2O、NH 3、CH 4;综合两方面因素最稳定的是 HF。答案:D2.N2 的结构可以表示为 ,CO 的结构可以表示为
12、,其中椭圆框表示 键,下列说法中不正确的是( )A.N2 分子与 CO 分子中都含有三键B.CO 分子与 N2 分子中的 键并不完全相同C.N2 与 CO 互为等电子体D.N2 与 CO 的化学性质相同解析:从题图可以看出,N 2 与 CO 中均含有一个 键和两个 键,所以二者都含有三键,A 项正确;N 2 中的两个 键是由每个氮原子各提供两个 p 轨道以“肩并肩”的方式形成的,而 CO 中的一个 键是氧原子单方面提供电子对形成的,B 项正确;N 2 与 CO 的原子总数和价电子总数均相同,为等电子体,性质相似,但并不完全相同,C 项正确,D 项错误。答案:D3.从实验测得不同物质中氧氧之间的
13、键长和键能的数据:OO 键数据 O2键长/10 -12 m 149128121 112键能/(kJmol-1) x y z=497.3w=628其中 x、y 的键能数据尚未测定,但可根据规律性推导键能的大小顺序为 wzyx。该规律是( )A.成键的电子数越多,键能越大B.键长越长,键能越小C.成键所用的电子数越少,键能越大D.成键时电子对越偏移,键能越大解析:研究表中数据发现,O 2 与的键能大者键长短。按此规律,中 OO 键长比中的长,所以键能小。按键长(OO) 由短而长的顺序为 zyx。答案:B4.已知 HH 键键能为 436 kJmol-1, 键的键能为 497.3 kJmol-1,Cl
14、Cl 键的键能为242.7 kJmol-1, 键的键能为 946 kJmol-1,则下列叙述正确的是 ( )A.NN 键的键能为946 kJmol-1=315.3 kJmol-1B.氮分子中的共价键比氢分子中共价键的键长短C.氧分子中氧原子是以共价单键结合的D.氮分子比氯分子稳定解析:NN 键由一个 键和两个 键组成,N N 键为 键,比 键牢固,键能大于 键,所以A 项不正确;NN 键的键能比 HH 键的键能大,但由于氢原子的原子半径小,所以 NN 键的键长大于 HH 键的键长,B 项不正确;O 2 分子中氧原子间以双键结合,C 项不正确;键能越大,分子越稳定,D 项正确。答案:D5.已知:
15、P 4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g) H=a kJmol -1,P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g) H=b kJmol-1,P4 具有正四面体结构,PCl 5 中 PCl 键的键能为 c kJmol-1,PCl3 中 PCl 键的键能为 1.2c kJmol-1。下列叙述正确的是( )A.PP 键的键能大于 PCl 键的键能B.可求 Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热 HC.ClCl 键的键能为 kJmol-1D.PP 键的键能为 kJmol-1解析:由已知两个反应可得:Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g)H=kJmol-1,无法求 Cl2(g)
16、+PCl3(g) PCl5(s)的反应热;设 ClCl 键的键能为 x,则:x+31.2c-5c=,x=kJmol-1,C 正确; 设 PP 键的键能为 y,P4 为正四面体形结构,共有 6 个 PP 键,由第 1 个反应得6y+6-431.2c=a,y=kJmol-1;PP 键的键长大于 PCl 键,故 PP 键的键能小于 PCl 键。答案:C6.某些共价键的键能数据如下表(单位:kJmol -1):共价键 HH ClCl BrBr HCl HI II NN HO HN键能 436 242.7 193.7 431.8 298.7 152.7 946 462.8 390.8(1)把 1 mol
17、 Cl2 分解为气态原子时,需要 (填“吸收”或“放出”) kJ 能量。 (2)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是 ,最不稳定的是 ;形成的化合物分子中最稳定的是 ,最不稳定的是 。 (3)试通过键能数据估算下列反应的反应热:H 2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)解析:(1)键能是指气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量,新键形成释放能量,则旧键断裂必然吸收能量,根据能量守恒定律断开 1 mol ClCl 键吸收的能量等于形成 1 mol ClCl 键释放的能量。 (2)键能越大 ,化学键越稳定,越不容易断裂 ,化学性质越稳定,因此最稳定的单质为 N2,最不稳定的单质
18、是 I2,最稳定的化合物是 H2O,最不稳定的化合物是 HI。(3)H=E(反应物键能之和 )-E(生成物键能之和)=(436+242.7-2431.8) kJmol-1=-184.9 kJmol-1。答案:(1)吸收 242.7(2)N2 I 2 H 2O HI(3)H=-184.9 kJmol-17.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。如 N2 和 CO 为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、立体构型表。等电子体类型 代表物质 立体构型四原子 24 价电子等电子体 SO3 平面三角形四原子 26 价电子等电子体 S 三角锥形五原子 32 价电子等电子体 CCl4 四面体形六
19、原子 40 价电子等电子体 PCl5 三角双锥形七原子 48 价电子等电子体 SF6 八面体形试回答:(1)下面物质分子或离子的立体构型:Br ,C ,Cl 。 (2)由第一、二周期元素组成,与 F2 互为等电子体的离子有 。 (3)SF6 的立体构型如图 1 所示,请再按照图 1 的表示方法在图 2 中表示 OSF4 分子中O、S、F 的空间位置。已知 OSF4 分子中 O、S 间为共价双键,S、F 间为共价单键。解析:解决本题的关键是互为等电子体的物质结构相似、物理性质相似。(1)Br 为四原子 26 电子体,所以其结构与 S 一样为三角锥形;C 为四原子 24 电子体,与SO3 的结构相同 ,同理可知 Cl 为四面体形。(2)F2 为双原子 14 电子体,所以一、二周期中与 F2 互为等电子体的离子有。(3)SF6 为七原子 48 电子体,立体构型为八面体形,如图 1;OSF4 为六原子 40 电子体,其立体构型为三角双锥形。答案:(1)三角锥形 平面三角形 四面体形 (2)(3)
